Metody projektowania

QFD, FMEA oraz DOE

Metody projektowania QFD, FMAE oraz DOE

określane są jako te metody, które mają za

zadanie wspomagać zarządzanie jakością. W

każdej z metod wykorzystywany jest zbiór narzędzi

dobranych tak, aby możliwe było osiągnięcie celu,

do jakiego metoda została opracowana.

Stosowanie metod nie może jednak opierać się

tylko na talencie i intuicji pracowników - wymaga

od nich wiedzy z zakresu statystyki, przetwarzania

danych oraz organizacji działań. Wymaga także

konsekwencji w postępowaniu. Tylko pod tym

warunkiem mogą być one instrumentem ciągłego

doskonalenia procesów i produktów.

Wykorzystywanie ich sporadycznie jest w

większości przypadków stratą czasu i służy

zaspokajaniu bieżących potrzeb, często

związanych z wymaganiami audytorów przy okazji

uzyskiwania lub odnawiania certyfikatu.

Omawiane metody wymagają dość

znaczących nakładów takich jak np. czas
lub kompetencje , ale za to wszystkie mają
potencjał długotrwałego oddziaływania na
jakość. Podobne cechy wykazuje
statystyczna kontrola procesu, przy czym
dodatkowo jej stosowanie oddziałuje nie
tylko długoterminowo, ale jest widoczne juz
po krótkim czasie. Ważne jest, aby
menedżerowie znali opisane zasady i
potrafili stosować je w odpowiedni sposób
tak, aby cele i potrzeby organizacji zostały
w pełni osiągnięte.

Metoda QFD - Charakterystyka

i zastosowanie

• QFD (Quality Function Deployment) w języku polskim

tłumaczona jest jako ,, rozwinięcie funkcji jakości,, .

• Metoda ta polega na uwzględnianiu na wszystkich etapach

projektowania możliwie największej liczby czynników

mogących wpływać na jakość wyrobu bądź procesy jego

produkcji.

• Jest ona sposobem ,,tłumaczenia,, informacji pochodzących

z rynku i wyrażanych w języku konsumentów na język

techniczny ,używany w przedsiębiorstwie przez

projektantów, konstruktorów i technologów. Pozwala na

ustalenie ogólnych, technicznych parametrów wyrobu i jego

części (zespołów) a następnie parametrów procesów, w

których poszczególne części są wytwarzane.

QFD służy przede wszystkim do

przekładania wymagań rynku na
warunki, jakie musi spełnić
przedsiębiorstwo w ramach kolejnych
etapów powstawania wyrobu,
począwszy od projektowania poprzez
produkcję aż po sprzedaż i serwis.

• Nawet jeśli wyrób jest skonstruowany poprawnie, jego

produkcja może okazać się chybiona, jeśli nie zaakceptuje

go rynek. Metoda QFD pozwala określić właśnie te czynniki,

które mogą wpłynąć na zainteresowanie klienta konkretnym

produktem oferowanym przez przedsiębiorstwo.

• QFD pomaga także rozwiązać problemy związane z

produkcją masową która daje firmie małe możliwości

bezpośredniego kontaktu z klientem i to w sytuacji, gdy

wyroby są coraz bardziej zaawansowane technologicznie a

ponadto wiele z nich zaspokaja jednocześnie kilka potrzeb

konsumenta.

• Dlatego też rozpoznanie potrzeb odbiorcy staje się coraz

bardziej skomplikowane i wymaga wiedzy oraz przede

wszystkim doświadczenia, ponieważ bardzo trudno jest

ogólnie zinterpretować potrzeby klientów. Jak wiadomo

każdy klient ma inne zapotrzebowania i odmienny sposób

ich realizacji. Metoda QFD właśnie takim potrzebom

wychodzi naprzeciw.

• Zakres możliwości jej wykorzystania jest bardzo szeroki.

• Między innymi stosuje się ją w :

• 1. Przygotowaniu, konstruowaniu oraz uruchamianiu

produkcji nowych wyrobów w tak różnych branżach

jak np. przemysł i budownictwo,

• 2. W przygotowaniu nowych usług w bankach i

służbie zdrowia,

• 3. W opracowaniu nowych systemów

komputerowych w zakresie sprzętu i

oprogramowania.

• Przeprowadzenie kompletnej analizy QFD

obejmuje 3 zasadnicze fazy:

1. Wyznaczenie i ocenę związków między

wymaganiami klientów a parametrami

technicznymi wyrobu,

2. Przeniesienie parametrów technicznych

wyrobu na jego zespoły a następnie na

poszczególne jego części lub elementy,

3. Przeprowadzenie oceny poszczególnych

operacji procesu technologicznego i

montażu.

Jak widać analiza ta ma za zadanie określenie

potrzeb które charakteryzują dość sporą grupę

klientów (w tym także celu produkcji) oraz następnie

pokierowanie procesem wytarzania w taki sposób,

aby uzyskany w fazie końcowej produkt był jak

najbardziej zgodny z gustami potencjalnych

odbiorców.

Analiza QFD pozwala także - na podstawie

informacji pochodzących z rynku i wyrażonych

językiem konsumentów - ustalić techniczne

parametry wyrobu (i jego zespołów), a potem

parametry procesów prowadzących do jego

wytworzenia, a w przypadku usługi zaprojektować ją

zgodnie z oczekiwaniami klienta. Tym samym

metoda ta umożliwia projektantowi interpretację

potrzeb klienta.

Ta sama metoda pozwala

rozwiązywać problemy zachodzące
na liniach: projektant-konstruktor,
konstruktor-technolog, technolog-
inżynier jakości. Pozwala więc
przenosić wymagania klienta,
poprzez proces projektowania i
opracowywania technologii, na
produkcję wyrobów czy też tworzenie
usług, które znajdą nabywców na
rynku.

• Przeprowadzenie procesu QFD jest zadaniem

pracochłonnym jednak w efekcie bardzo opłacalnym, na co

ma wpływ wiele zalet tej metody.

• Zalety tej metody i korzyści wynikające z jej zastosowania

to:

• - prosta metoda realizacji analizy i udokumentowania,

• - uwzględnienie wymagań klienta,

• - planowanie wyrobu staje się integralnym elementem

planowania jakości

• - stała poprawa jakości produktu,

• - lepsze planowanie kosztów jakości,

• - planowanie i kształtowanie produktów zgodnie z

wymaganiami klienta,

• - przekształca wymagania klientów na konkretne

wymagania badawczo-rozwojowe w przedsiębiorstwie,

• - poznawanie własnych zalet i słabości w stosunku do

innych firm,

• - możliwość wykorzystania przy strategicznym planowaniu

produkcji,

• - mniejsza liczba zmian wprowadzanych do konstrukcji i

procesu produkcji,

• - skrócenie czasu trwania cyklu rozwoju wyrobu,

• - niższe koszty uruchomienia produkcji.

Narzędzia QFD

Dom jakości jest doskonałym narzędziem

służącym do przełożenia potrzeb klienta

na konkretne cechy wyrobu. Stanowi

również powiązanie pomiędzy klientami,

projektantami, konkurencją i produkcją

Niewątpliwą zaletą metody QFD jest to,

że za jej pomocą mamy wgląd w cały

proces projektowania i wytwarzania

wyrobu począwszy od pomysłu na

produkcji kończąc.

1. Wymagania klientów

• W tej fazie potencjalny użytkownik produktu definiuje

wobec niego swoje oczekiwania. Wymagania dotyczące

produktu należy sprecyzować, gdyż często są one

wieloznaczne.

2. Ważność wymagań klientów

• Cech danego wyrobu mogą mieć dla poszczególnych

klientów różną ważność. Niektóre cechy można określić jako

bezwarunkowe (np. bezpieczeństwo) inne są cechami

życzeniowymi (np. ergonomiczny kształt). Aby określić

wagę poszczególnych cech przedmiotu dla potencjalnego

klienta można zastosować np. techniki marketingowe.

Ważność tą określa się w skali punktowej. Wynikiem tej

analizy jest przypisanie każdej cesze produktu

współczynnika ważności (W).

3. Parametry techniczne wyrobu

• Charakteryzują one wyrób z punktu widzenia projektanta.

Dobiera się je w taki sposób, by spełniały wymagania klienta.

Muszą być one mierzalne i możliwe do osiągnięcia w procesie

produkcyjnym. Poszczególne parametry określa się jako

minimanty (zmniejszenie ich wartości powoduje lepsze

spełnienie wymagań klienta co do produktu), maksymanty

(zwiększenie ich wartości powoduje lepsze spełnienie wymagań

klienta co do produktu) oraz nominanty (dla parametru tego

istnieje wartość optymalna, do której należy się zbliżyć.

4. Zależności pomiędzy wymaganiami klienta i parametrami

technicznymi

• Ustalenie tej zależności wykonuje się na podstawie analizy

funkcjonalnej, doświadczalnej, analizy reklamacji, kosztów

napraw itp. Wyróżnia się kilka poziomów zależności (zazwyczaj

3-4), a sposób oznaczenia zostaje ustalony przez zespół

przeprowadzający analizę. Skala oceny jest wynikiem

indywidualnego wyboru projektanta.

5. Ocena ważności parametrów technicznych

• Wyraża się ją przez sumę iloczynów współczynników

ważności kolejnych wymagań i współczynników ich

zależności z danym parametrem technicznym

(współczynniki z pół II i IV Domu Jakości).

6. Zależność pomiędzy parametrami technicznymi

• Parametry techniczne wyrobu w wielu wypadkach

wzajemnie na siebie oddziałują, co ma wpływ na spełnienie

oczekiwań klienta. Oddziaływanie miedzy poszczególnymi

parametrami mogą przyjąć charakter pozytywny (+) lub

negatywny (-). Znaki te są zapisywane w części Domu

Jakości, która tworzy jego dach. Zależności te pozwalają

projektantowi określić stopień swobody z jaki może

optymalizować projekt. Większa ilość znaków (-) świadczy o

ograniczeniach przy optymalizacji i o konieczności szukania

rozwiązań kompromisowych, gdyż polepszanie właściwości

jednego parametru powoduje w tym wypadku pogorszenie

właściwości innego.

7. Ocena wyrobów konkurencyjnych

• Jest to ocena rynkowa wymagań,

które powinny być spełnione według

klientów. Odbywa się to na podstawie

porównania wyrobu z wyrobami

konkurencji. Kryteria takiej oceny są

niejednokrotnie trudne to

sprecyzowania i zależą od prywatnych

preferencji osoby oceniającej.

Porównywane wyroby ocenia się w

odpowiednio przyjętej skali, w tym

wypadku pięciostopniowej.

8. Docelowe wartości parametrów

• W tym etapie ustala się mierzalne parametry techniczne,

których osiągnięcie pozwoli zaspokoić potrzeby klientów i

zwiększyć konkurencyjność wyrobu. Można to zrobić gdyż

projektant ma dobre wyobrażenie na temat projektowanego

wyrobu, dzięki przeprowadzonej wcześniej analizie.

9. Wskaźnik technicznej trudności wykonania

• Ustala się stopień trudności technicznej, organizacyjnej i

finansowej, związany z osiągnięciem założonych

parametrów technicznych. Najczęściej przyjmuje się skalę

1-5. Im wyższa jest wartość wskaźnika, tym większe

prawdopodobieństwo wystąpienia problemów w procesie

produkcji. W tym wypadku należy zwrócić na parametr

szczególną uwagę poprzez zwiększenie zakresu kontroli i

staranne zaprojektowanie procesu wytwarzania.

Metoda FMEA

• FMEA (Failure Mode and Effects Analysis) jest wykorzystywana do

identyfikacji potencjalnych wad i wywołujących je przyczyn, które w

największym stopniu mogą ograniczać właściwe wykorzystanie wyrobu,

zmniejszać wydajność i skuteczność procesów realizacji produktów oraz

narażać użytkowników danego produktu na niebezpieczeństwo.

• Polega na szacowaniu, przez wykorzystanie wiedzy i doświadczenia

zespołu prowadzącego projekt - ryzyka pojawienia się w wyrobie lub

procesie wad (błędów, niezgodności), opisywaniu ich przyczyn i

znaczenia oraz proponowaniu na tej podstawie rozwiązań korygujących

lub zapobiegających niepożądanym zjawiskom.

• Jest stosowana nie tylko przez producentów, ale także przez dostawców

dla których w wielu przypadkach prowadzenie projektów FMEA stanowi

warunek uzyskania zamówienia na produkcję np.. dodatkowych

elementów.

FMEA wyrobu/konstrukcji

• Może być przeprowadzana już podczas wstępnych prac projektowych. Jej celem

jest zidentyfikowanie słabych punktów projektowanego wyrobu tak, aby istniała

możliwość ewentualnego wprowadzenia zmian bez ponoszenia dodatkowych

kosztów w przyszłości. Słabe punkty wyrobu lub konstrukcji mogą dotyczyć

głównie:

• 1.funkcji które wyrób ma realizować

• 2.niezawodności wyrobu podczas eksploatacji

• 3.łatwości użytkowania

• 4.łatwości ewentualnej naprawy

• 5.technologiczności konstrukcji.

• Metoda FMEA zalecana jest najczęściej podczas wprowadzania nowego lub

zmodernizowanego wyrobu, ale także znajduje zastosowanie w monecie, gdy

wprowadza się nowy materiał lub technologie, lub gdy istnieje możliwość

dużego zagrożenia dla człowieka lub otoczenia w przypadku wystąpienia awarii.

• FMEA procesu

• Dotyczy szeroko rozumianych procesów wytwarzania, użytkowania

oraz serwisowania. Jej celem jest wskazanie czynników które mogą

utrudniać spełnienie wymagań zawartych w specyfikacji wyrobu lub

usługi czy też utrudniać przebieg procesu. Stosowanie FMEA procesu

jest zalecane w odniesieniu do procesów trudnych do opanowania

oraz w ramach doskonalenia już istniejących procesów które nie

zapewniają uzyskania wymaganej wydajności.

• Etapy projektu FMEA

• Przebieg działań związanych z projektowaniem FMEA przebiega w 3

zasadniczych etapach: przygotowania, przeprowadzenia właściwej

analizy oraz wprowadzenia i nadzorowania działań zapobiegawczych.

• Etap I - przygotowanie

• Na tym etapie tworzony jest zespół składający się z pracowników

posiadających wiedzę oraz doświadczenie w konkretnej dziedzinie.

Pracownicy pozyskiwani są z różnych działów w organizacji.

• Zadaniem zespołu jest identyfikacja i nazwanie problemów, które

powinny być w ramach projektu FMEA rozwiązane oraz przygotowanie

założeń potrzebnych do przeprowadzenia właściwej analizy.

• Etap II - właściwa analiza

• Na tym etapie można wyróżnić kolejne następujące po sobie

fazy:

• a) wskazanie potencjalnych wad mogących się ujawnić w

czasie użytkowania danego produktu

• b) wyznaczenie relacji wada - skutek -przyczyna czyli

określenie skutków oraz przyczyn ich powstania a także

stosowane aktualne metody kontroli pozwalające wykryć taką

wadę

• c) przypisanie dla wskazanych relacji wada - przyczyna -

skutek liczb Z (znaczenie wady) R (ryzyko wystąpienia

wady lub przyczyny) W (możliwość wykrycia) które pozwalają

na liczbowe oszacowanie negatywnych czynników

wpływających na jakość towaru oraz możliwości ich wykrycia

i niwelowania.

• Na podstawie w/w liczb oblicza się tak zwaną liczbę priorytetu

RPN (Risk Priority Number) oznaczaną także jako P i opisaną

wzorem:

• P = R x W x Z

• Może ona przyjmować wartości w zakresie 1 –1000. Wraz ze

wzrostem liczby P zwiększa się ryzyko wystąpienia wady.

Najczęściej ustala się tzw. poziom krytyczności, czyli wartość

liczby P, powyżej której analizuje się wszystkie wady. Pozwala to

na podjęcie działań zapobiegawczych, np. poprzez zmiany

konstrukcyjne lub korekcję procesu technologicznego.

• Etap III - wprowadzenie i nadzorowanie działań zapobiegawczych

• wyniki przeprowadzonych analiz służą jako podstawa do

wprowadzenia zmian mających na celu zmniejszenie ryzyka

wystąpienia wad. Jeśli nie jest możliwe całkowite wyeliminowanie

przyczyn powstania tych wad należy podjąć działania w celu

zwiększenia możliwości ich wykrywania lub zmniejszenia

negatywnych skutków ich wystąpienia. Realizacja zalecanych

działań, naprawczych,, powinna być ciągle nadzorowana a ich

efekty poddawane weryfikacji.

• Tak więc celem stosowanej przez przedsiębiorstwa

metody FMEA jest systematyczna identyfikacja

poszczególnych wad produktu lub/i procesu oraz ich

eliminacja lub minimalizacja skutków. Osiąga się to

przez ustalenie związków przyczynowo skutkowych

powstania potencjalnych wad produktu przy

uwzględnieniu czynników ryzyka. Pozwala to na

ciągłe doskonalenie produktu lub/i procesu poprzez

systematyczne analizowanie i wprowadzanie

poprawek, które eliminują źródła wad i poprawiają

właściwości wyrobu.

• Analiza FMEA ma bardzo szerokie zastosowanie.

Jest skuteczna przy analizie złożonych procesów i

produktów, w produkcji masowej i jednostkowej.

Analizie można poddać pojedynczy komponent oraz

podzespół jak i cały wyrób, fragment procesu (np.

jedną operację) oraz cały proces technologiczny.

Metoda DOE

• Jest to metoda eksperymentowania a właściwie planowania

eksperymentów (Design of Experiments)

• Stosując tą metodę bierze się pod uwagę określone czynniki do

których zalicza się:

• a) czynniki sterowalne - które mogą być w sposób celowy

nastawiane i zmieniane (np. rozmieszczenie, kolejność działań )

• b) czynniki niesterowalne lub sterowalne w ograniczonym

zakresie - temperatura otoczenia, właściwości materiałów

• c) czynniki zakłócające - niejednorodność materiałów, zużycie

części, zmęczenie pracownika) które mogą mieć charakter

zakłóceń zewnętrznych - odnoszących się do czynników

pochodzących z otoczenia lub warunków użytkowania wyrobu

lub zakłóceń wewnętrznych – charakterystyczne czynniki

powodujące pogorszenie jakości wyrobu lub zmniejszenie

zdolności jakościowej procesu w wyniku zużycia lub starzenia

się elementów.

• Dzięki DOE w metodyce Six Sigma ocenić można, poprzez

przeprowadzanie testów, jaką optymalną strategię należy

przyjąć przy wprowadzaniu strategii przełomu. Działania

jakie należy podjąć chcąc wprowadzić tę metodę do

przedsiębiorstwa są następujące: dokonanie identyfikacji

elementów, które poddane będą ocenie,

• * zdefiniowanie poziomów czynników poddawanych testom,

• * stworzenie zasięgu kombinacji eksperymentalnych,

• * przeprowadzenie doświadczeń w danym środowisku -

należy tu zwrócić uwagę na inne czynniki, których nie

uwzględniono, a które mogą mieć wpływ na końcowy efekt,

• * ocena wyników i sporządzenie wniosków z

przeprowadzonych badań

Metoda ta jest dosyć kosztowna i

pracochłonna dlatego też niezbyt
chętnie stosuje się ją w warunkach
produkcyjnych. Opiera się głównie na
osiągnięciach i danych
statystycznych oraz klasycznej teorii
planowania eksperymentów.

Wszystkie omówione metody mają

za zadanie wspomagać proces
zarządzania jakością, wykrywać,
pomagać w analizie i w ostateczności
eliminować błędy powstałe podczas
procesu produkcji określonych
wyrobów w taki sposób, aby
oferowane usługi bądź dobra
materialne były jak najwyższej
jakości i spełniały wymogi stawiane
przez konsumentów.